El Tamiz

Hace algún tiempo, en la serie Esas maravillosas partículas, hablamos acerca de los neutrinos y de cómo es muy difícil detectarlos, pues apenas interaccionan con el resto de la materia. Hoy quiero compartir algunas fotos de un detector de neutrinos japonés, el Super-Kamiokande, que me han dejado impresionado.

Este observatorio está situado a un kilómetro de profundidad, en una mina abandonada (la de Mozumi) cerca de la ciudad de Hida, en Gizu, Japón. Los detectores de neutrinos se suelen situar a gran profundidad para evitar detectar otras partículas. Pero claro, no es posible detectar los neutrinos directamente, de ahí la construcción de sistemas tan sofisticados como éste para descubrir trazas de su paso.

El Super-Kamiokande es absolutamente impresionante: es un depósito de agua que contiene 50.000 toneladas de agua. Los neutrinos que provienen del Sol (y, si has leído el artículo de estas partículas, sabes que nos atraviesa una cantidad ingente cada segundo) penetran en la Tierra y llegan al depósito. Casi todos ellos lo atraviesan sin siquiera notar que está ahí pero, de vez en cuando, alguno (por pura suerte) choca con un electrón del agua o con un núcleo atómico, y lo lanza despedido.

Los electrones que salen disparados por estos choques se mueven muy rápido. Pero muy, muy rápido: más rápido que la luz en el agua. Naturalmente, esto sigue siendo más lento que la luz en el vacío (nada puede moverse más rápido), pero cuando un objeto se mueve más rápido que la luz en un medio pasa algo parecido a lo que ocurre cuando un objeto se mueve más rápido que el sonido en un medio, es decir, cuando se rompe la barrera del sonido…sólo que, en vez de un estampido sonoro, se produce radiación luminosa, que se denomina radiación de Cherenkov.

Ahí está la segunda parte del observatorio: como verás en las fotos, las paredes del Super-Kamiokande están cubiertas de 11.200 tubos fotomultiplicadores, que son tan extraordinariamente sensibles que pueden detectar fotones individuales. Claro, aunque hay muchísimos neutrinos atravesando la piscina, sólo unos pocos chocan con algo, y sólo hay unos pocos fotones emitidos en forma de radiación de Cherenkov, de modo que hace falta una gran precisión para poder detectarlos.

En 2001, un accidente hizo que varios miles de tubos multiplicadores se rompieran: por alguna razón, unos pocos estallaron, y la onda de choque que generaron fue rompiendo los de alrededor. Durante 2005 y 2006 se han instalado casi 6.000 tubos nuevos, y el resultado es el que vas a ver ahora…Tenemos la suerte de que se han sacado fotos en la reconstrucción antes de llenarlo de agua, de modo que vemos cosas que normalmente no veríamos. No tengo palabras.

En esta primera imagen puedes ver el Super-Kamiokande vacío. ¡Fíjate en el tamaño! La piscina es cilíndrica y tiene unos 39 metros de diámetro:

Aquí tienes otra foto del depósito vacío, pero esta vez mirando hacia arriba…tiene 41 metros de profundidad, lo mismo que 23 piscinas olímpicas una en el fondo de la otra:

Probablemente mi favorita, en esta imagen puedes hacerte una idea del tamaño mirando el bote de los científicos que están examinando el detector de neutrinos, cuando lo han empezado a llenar de agua (aún tiene muy poca):

Y, finalmente, una imagen tomada desde la trampilla superior cuando el depósito está ya casi lleno de agua:

Espero que te hayan parecido tan impresionantes como a mí. Descubrir los secretos del Universo no está reñido con tener un “laboratorio” tan bello como los secretos que se quieren descubrir.

Puedes ver más imágenes del observatorio a una resolución increíble aquí: http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/sk/gallery/index-e.html.

Nota: El crédito de todas las imágenes es de Kamioka Observatory, ICRR(Institute for Cosmic Ray Research), The University of Tokyo, y las imágenes se muestran con permiso explícito del Kamioka Observatory.

The El detector de neutrinos Super-Kamiokande by Pedro Gómez-Esteban, unless otherwise expressly stated, is licensed under a Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 2.5 Spain License.